石方明挖工程
第六章石方明挖工程
6.1概况
6.1.1工作范围
本标段石方明挖包括施工图纸所示的趾板基础及趾板上游边坡、右岸高边坡、左岸补坡混凝土基础的土石方明挖以及大坝堆石体基础的土石方明挖和清基，大坝下游因坝体开挖而引起的边坡开挖，还包括各项永久工程和临时工程的基础开挖以及监理人指明的其它石方明挖工程。其开挖工作内容包括：准备工作、场地清理、施工期排水、钻孔爆破、石碴的运输和堆存、边坡防护、地基缺陷处理、完工验收前的维护以及按监理人指示对废弃的碴场进行清理等工作。
6.1.2地质情况
6.1.2.1坝址区工程地质条件
坝址区出露基岩主要为白垩系下统河口群，按岩性组合共分五大层（K11～K51）。岩层走向NE24°～30°，倾SE，倾角11°～12°，在坝址区呈平缓皱曲，上坝址倾左岸偏下游。
K11层：深灰色杂色砾岩，上部夹粗中粒砂岩。主要分布在坝区上游木场村一带。
K21层：紫红色中细砂岩，砖红色泥质粉砂岩，砖红色泥铁质粉砂岩，灰色砾岩。该层岩性软弱，力学强度较低，软弱夹层及裂隙较发育，主要分布于坝址区河床及两岸较低部位以及木场村一带。
K31层：紫红色、青灰色中细砂岩夹紫红色砾岩，紫红色、紫灰色砾岩，局部夹泥质粉砂岩，单层厚25～40cm。该层强度中等，软弱夹层及裂隙中等发育，主要分布于坝址区两岸。
K41层：砖红色、紫红色泥质粉砂岩及中细砂岩、砾岩，砖红色泥质粉砂岩夹杂色砾岩，单层厚0.3～2m。该层强度较差，软弱夹层发育，主要分布于坝址区左岸坝肩及右岸较高部位。
K51层：紫红、紫灰色砾岩夹细、粗粒砂岩为主，局部夹有粉砂岩及泥质粉砂岩。该层强度较差，表面易风化破碎，主要分布于坝址区左岸较高部位。
坝址区地震基本烈度为7度。
6.1.2.2砼面板堆石坝河床坝基工程地质条件
河床靠左岸发育一长条形深槽，纵向长约160～170m，上游宽10～20m，下游宽20～50m，深槽最深部位的基岩面高程1758.39m。
河床靠右部位覆盖层(砂卵砾石)较薄，一般5～7m，靠左岸部位一般10m左右，最厚处达24m(ZK59#钻孔深槽处)。河床覆盖层中，以砂卵砾石为主，少量中、细砂，无完整的砂层，局部仅以透镜体形式出露。一般砾径30～50mm，大者100～120mm，分选差，磨圆度好，无胶结，中等密实，渗透系数3.4～5.8×10-2cm/s，压缩模量30～40MPa。
组成坝基的地层岩性为K13-1紫红色中细砂岩夹砾岩、K12-3砖红色泥质粉砂岩夹中细砂岩、砾岩，属第4韵带层，K12-2紫红色砾岩夹中细砂岩、泥质粉砂岩；K12-1紫红色中细砂岩夹粉砂岩、砾岩。岩层产状NE10°SE∠10°，岩性软硬不均一，岩相变化较大。坝基岩体弱风化下限15m左右，岩体属Ⅲ级。其下微风化岩体属Ⅱ级。
河床部位断层不发育，但构造裂隙发育，主要NNE、NWW两组为主，延伸长度十几米～数十米。多属硬性结构面。岩体K12-3和K13-1层为软弱夹层相对发育较多的韵带层，如K13-1地层中发育的PjNⅫ-2、PjNⅫ-15等，K12-3地层之中发育有PjNⅫ-7、PjNⅫ-9、PjNⅫ-20等，K12-2地层中发育PjNⅫ-3、PjNⅫ-4、PjNⅫ-6、PjNⅫ-23等多属碎屑夹泥型。夹层平均厚8～10cm，最厚16cm。
6.1.2.3砼面板堆石坝左岸坝肩工程地质条件
左坝肩部位地形较缓，由于左岸Ⅱ、Ⅲ级侵蚀堆积阶地的发育，在高程1810m左右为一平台，坡度约10°，宽50～60m，长300余m。1820m以上坡度近40°，1850m 高程以上岸坡坡度为60°。
组成左坝肩的地层岩性为K13-2紫红色砾岩夹薄层及条带状中细砂岩，K13-1紫红色中细砂岩夹砾岩。岩层产状为NE10°SE∠10°。岩性软硬相间，岩相变化较大。左坝肩岩体弱风化下限为14～26m，以下为微风化。
岸坡岩体中由于NNW组及NWW组裂隙的切割组合及表生改造作用，局部存在小范围的卸荷、松动岩体，方量有限，经表层清理即可满足堆石坝要求，整个左坝肩岩体稳定性较好，岩体多属于Ⅱ级、局部为Ⅲ级。
左坝肩仅发育一条F17断层，其产状为NW338°NE∠75°，破碎带宽0.1～0.15m，最宽处约0.3m。由构造片岩，泥及方解石脉组成。泥钙质胶结良好，延伸较长。
左坝肩构造裂隙较发育，主要有三组：
①NE5°～31°NW(SE)∠52°～75°
②NW318°～330°SW(NE)∠54°～78°
③NW340°～359°NE(SW)∠50°～74°
裂隙一般宽0.1～0.5cm，延伸十几米至几十米，属硬性结构面。
左岸坝肩共揭露软弱夹层7条，其中K13-2中4条，K13-1中3条。夹层均属碎屑夹泥型，平均厚度10cm。其产状倾向岸里，对边坡稳定影响较小。
6.1.2.4砼面板堆石坝右岸坝肩工程地质条件
右岸坝肩岸坡上陡下缓，高程1780～1810m，坡度5～20°，高程1810m以上坡角近70°。
组成右坝肩的主要地层岩性为K13-2紫红色砾岩夹薄层及条带状中细砂岩和K13-1紫红色中细砂岩夹砾岩。岩层产状为NE13°SE∠13°。岩性软硬相间，岩相变化较大。第四纪松散堆积物分布在河边和1935m高程以上的山坡上。
右坝肩岩体弱风化下限17～27m，以下为微风化。由于右坝肩岸坡为一顺向坡，陡倾裂隙平行岸坡发育，NNW及NWW两组裂隙的组合，及裂隙的次生卸荷作用，使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷，卸荷深度一般为4～5m，最大8m。卸荷松动体的规模较小，方量仅数m3。右坝肩岩体质量多属Ⅱ级。
右坝肩部位断层不发育。但构造裂隙较发育，主要发育有：
①NE5°～20°NW(SE)∠46°～89°
②NW310°～319°NE(SW)∠55°～89°
③NE40°～58°NW(SE)∠50°～76°
裂隙一般宽0.1～0.5cm，延伸十几米至数十米，均属硬性结构面。
右坝肩部位软弱夹层发育较少，K13-1地层中仅揭露2条夹层，平均厚度10cm。分布高程在1815～1830m之间。
6.1.3主要工程量
石方开挖的主要工程量见表6-1。
表6-1 主要工程量
6.2施工方案及工艺流程
6.2.1施工重点
（1）根据招标设计图纸，本工程右坝肩在1810m高程以上坡面开挖，高度约160m，地形陡峻，顺水流方向长约160m左右，宽5m～25m左右，较窄，不适宜多个区面同时展开施工。因此，开挖月施工强度很难提高。针对这种情况，必须合理分区，优化道路布置及开挖程序，努力实现多工作面的施工格局，以保证开挖工期目标的实现。
（2）鉴于本工程边坡开挖地形陡峻，极有可能出现开挖碴料甩碴下泄时扬尘的可能，产生较大的安全隐患。因此，需采取洒水降尘的措施，减少开挖碴料翻碴下泄时的扬尘。
（3）设计要求开挖料中利用料必须按监理人要求堆存，为大坝填筑备料，为此在开挖中必须按规定堆弃。开挖过程合理分层安排开挖程序，控制爆破质量与碴料级配，合理规划弃碴程序，保证有用料的质量和获得率。并认真做好堆存料场的排水、防护，以利二次利用和防止水土流失。若弃碴均弃至同一碴场时，碴场按上部存有用碴料、下部弃碴布置。
6.2.2施工特点
（1）根据招标文件，石方开挖基本上是先坝肩边坡开挖，再趾板开挖、岸坡开挖，最后坝基开挖，表面上看相互交叉较少，且施工强度不高。但受边坡施工场地限制，开挖道路布置难度大。
（2）边坡的喷锚支护工作量很大，设计要求要在每层马道形成后及时进行施工，施工中要求在完成上一层支护后，方能进行下层开挖。施工时合理安排各项目和工序穿插进行，特别是处理好支护和开挖的关系和生产组织。使二者有序合理的穿插进行，满足进度要求。
（3）边坡的开挖高度大，马道多，加之左右岸岸坡高度也比较大，故形成的开挖面面积大，为保证开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，需采用预裂爆破或光面爆破技术。
（4）坝肩开挖在截流后开始施工，由于边坡地势陡峻，石方开挖需采取合理的钻爆
手段，拟在1850m高程修筑集渣平台，避免碴料大量淤积坝基。
（5）施工过程中安排专门的检测人员，加强边坡安全监测，确保边坡稳定。
6.2.3施工方案
6.2.3.1 右坝肩施工区段划分
（1）施工区段划分原则：
1）在熟悉设计图纸的内容、了解工程属性和工程特性的基础上，全面掌握石方开挖工程与其它工序的衔接关系，做到单项布置与总体布置相结合。
2）熟悉工程所在地的水文、地质及地形地貌，尽可能地利用有利地形，减少施工布置的工程量。
3）遵循工程的施工总进度计划及对石方开挖的工期要求。
4）掌握设计及规范要求，确定适用的施工方法及技术标准。
5）尽可能采用新技术、新工艺、新材料、新设备、新方法。
6）满足当地的环境保护要求。
（2）分区：根据以上施工区段划分原则，结合工地现场地形，在高程▽1857.00m以上段，开挖为一狭长地段，长约160m，宽5~25m，不利于分区同时作业，只能根据施工道路分布情况，安排造孔工作面、起爆装碴工作面、坡面锚固工作面三个作业面进行施工。
（3）分层：根据出渣方案，右岸坝肩拟分三层施工，分述如下：
第一层在高程▽ 1867.00m以上段，长约130m，宽5~25m，开挖方量约18.9万m3，运输施工道路难以形成，为保证边坡开挖钻爆机备、翻碴设备和边坡支护施工材料运送喷，采用土方开挖时形成的R1临时道路，并在路边设安全防护墩，该道路与边坡开挖衔接处随开挖下降而降低。
该层横剖面上部的小三角区采用YT-28手风钻造孔，光面爆破开挖，人工翻渣；在手风钻开挖形成潜孔钻机工作平台后（宽度3～5m），由履带式全液压露天钻造孔，按相邻马道所成台阶高度坡面区一次预裂，并按6m、7m为梯段爆破高度进行开挖，采用反铲、HP410、HP320推土机向下推渣。爆破采用非电毫秒雷管微差爆破，临时支护及时跟进施工，待下部堆碴达1850高程左右时便开始为防止石渣进入，我在设2m高挡渣墙，其底部宽度为1.5米，上部宽度为1米。
采用EX750液压正铲、CA T330C液压反铲配20T自卸汽车装运。